JP3024077B2 - Light polarizing device and projector including light polarizing device - Google Patents

Light polarizing device and projector including light polarizing device

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JP3024077B2 JP8352558A JP35255896A JP3024077B2 JP 3024077 B2 JP3024077 B2 JP 3024077B2 JP 8352558 A JP8352558 A JP 8352558A JP 35255896 A JP35255896 A JP 35255896A JP 3024077 B2 JP3024077 B2 JP 3024077B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、互いに色が異なる
複数の直線偏光光を形成する光偏光装置及びその光偏光
装置を備えたプロジェクターに関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来の液晶ディスプレイプロジェクター
としては、図2に示すような構成が知られている。すな
わち、光源1より発生した白色光はコンデンサレンズ2
を介してダイクロイックプリズム3に入射されると、赤
・緑・青に分けられ、各色成分はその一部、例えば赤及
び青は全反射ミラー4反射されてから、それぞれ液晶デ
ィスプレイ5,6,7により透過率変化として変調さ
れ、さらに変調された赤・緑・青の各成分はダイクロイ
ックミラー8によって合成され、投射レンズ9によりス
クリーン10に投影されるものである。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】ところで、前述従来例
において、液晶ディスプレイ5,6,7はその特性を生
かすため、直交して置かれた偏光板と液晶層から成って
おり、これによって赤・緑・青の各成分の内、偏光板と
平行な偏光方向のものは通過するが、垂直のものは遮断
されて吸収されてしまう。このようなタイプでは光利用
効率が50%以上になることはなく、スクリーンの照度
が低いという問題があった。なお、スクリーン照度を上
げるために光源1又はレンズ2,9を大きなものに変え
ると、装置が重く、かつ高価になってしまう。 【0004】本発明は、前述従来例の問題点に鑑み、例
えば、従来と同じ光源及びレンズを使用したままでも液
晶ディスプレイで利用される光量を増加できる光偏光装
置及びその光偏光装置の使用により光の利用効率を向上
したプロジェクターを提供することを目的とする。 【0005】 【課題を解決するための手段】 前述の目的を達成する
ために、本発明は互いに色が異なる複数の偏光光を形成
する光偏光装置において、入射光を互いに偏光方向が直
交する2つの偏光成分に分割するビームスプリッター
と、前記2つの偏光成分の内の一方の偏光成分の偏光方
向と他方の偏光成分の偏光方向を一致させるための偏光
方向変更手段と、前記一方の偏光成分と前記他方の偏光
成分の進行方向を揃えるための偏向手段とを、各色の光
毎に設けたものである。また、本発明はプロジェクター
として、前記構成の光偏光装置と、この装置からの前記
各色の偏光光により照明される液晶デイスプレイとを有
するものである。 【0006】 【発明の実施の態様】 第1の発明は、互いに色が異な
る複数の偏光光を形成する光偏光装置であって、入射光
を互いに偏光方向が直交する2つの偏光成分に分割する
ビームスプリッターと、前記2つの偏光成分の内の一方
の偏光成分の偏光方向と他方の偏光成分の偏光方向を一
致させるための偏光方向変更手段と、前記一方の偏光成
分と前記他方の偏光成分の進行方向を揃えるための偏向
手段とを、各色の光毎に設けたことにより、また、前記
各色光が赤色の光と緑色の光と青色の光であることによ
り、各色光の互いに偏光方向が直交する2つの偏光成分
を利用できるので、光の利用効率を格段に向上できる。
第2の発明は、プロジェクターとして、前記構成の光偏
光装置と、この装置からの前記各色の偏光光により照明
される液晶デイスプレイとを有することにより、例えば
3板式液晶デイスプレイプロジェクターを構成すると、
スクリーン上の明るさを改善し、重量の点も改善され
る。 【0007】 【実施例】 以下、本発明の一実施例を図1に基づいて
説明する。11は光源、12はコンデンサレンズ、であ
る。13,14,15は光偏光装置となる光偏光素子で
あり、該光偏光素子13は赤色光の600〜700μm
波長特性の光を互いに偏光方向が直交する垂直偏光成
分(以下、「垂直成分」という)と平行偏光成分(以
下、「平行成分」という)とに分ける偏光ビームスプリ
ッター13a及び偏向手段として機能する偏光ビームス
プリッター13bと偏光ビームスプリッター13a,1
3bに挟まれた偏光方向変更手段である90°回転のT
N液晶13cから形成され、該光偏光素子14は緑色光
の500〜600μmの波長特性の光を互いに偏光方向
が直交する垂直成分と平行成分とに分ける偏光ビームス
プリッター14a及び偏向手段として機能する偏光ビー
ムスプリッター14bと偏光ビームスプリッター14
a,14bに挟まれた偏光方向変更手段である90°回
転のTN液晶14cから形成され、該光偏光素子15は
青色光の400〜500μmの波長特性の光を互いに偏
光方向が直交する垂直成分と平行成分とに分ける偏光ビ
ームスプリッター15a及び偏向手段として機能する
光ビームスプリッター15bと偏光ビームスプリッター
15a,15bに挟まれた偏光方向変更手段である90
°回転のTN液晶15cから形成されている。16,1
7,18は液晶デイスプレイで、それぞれ光偏光素子1
3,14,15から赤・緑・青の各成分を変調するよう
になっている。 【0008】以上の構成の本実施例において、光源11
から発生した白色光はコンデンサレンズ12を介して偏
光ビームスプリッター13aに入射され、白色光の赤色
成分のうち垂直成分Rsは反射され、その平行成分と緑
色成分、青色成分はそのまま通過する。反射された赤色
成分の垂直成分Rsは液晶ディスプレイ16に入射さ
れ、通過した赤色成分の平行成分はTN液晶13cに入
射されるが、TN液晶13cの分子は90°ねじれたま
まの状態であるため、この平行成分もねじれに沿って通
過し、最終的には垂直成分Rsとなって出てくる。この
赤色成分の垂直成分Rsは偏光ビームスプリッター13
bにより反射されて液晶ディスプレイ16に入射され
る。 【0009】さらに、偏光ビームスプリッター13bを
通過した緑色成分と青色成分の光は偏光ビームスプリッ
ター14aに入射されるが、緑色成分の垂直成分Gsは
反射され、その平行成分と青色成分はそのまま通過し、
この平行成分はTN液晶14cを通過した後、垂直成分
Gsになってから偏光ビームスプリッター14bに反射
され、この垂直成分Gsはともに液晶ディスプレイ17
に入射される。 【0010】また、偏光ビームスプリッター14bを通
過した青色成分の光は偏光ビームスプリッター15aに
入射され、その垂直成分Bsは反射され、その平行成分
は偏光ビームスプリッター15aを通過し、TN液晶1
5cにより垂直成分Bsに変換されてから偏光ビームス
プリッター15bに反射され、この両垂直成分Bsはと
もに液晶ディスプレイ18に入射される。なお、赤・緑
・青の各成分の垂直成分及び平行成分以外は偏光ビーム
スプリッター15bを通過してしまう。 【0011】このような光偏光素子を用いると、従来、
液晶ディスプレイの偏光板によって50%以下に抑えら
れていた入射光量は増倍し、結果的に液晶デイスプレイ
の透過率が上がったことになるため、スクリーン照度も
光源、レンズを変えることなく約2倍になる。また、液
晶ディスプレイの偏光板の使用の有無にかかわらず、そ
れによる熱吸収から生じる劣化も減少し、液晶ディスプ
レイの寿命、色再現性が改善される。なお、光の平行成
分を垂直成分に変換する場合、波長板ではなく、TN液
晶を使えば波長範囲を厳密にしなくてもよい。 【0012】 【発明の効果】 以上説明したように、本発明の光偏光
装置は互いに色が異なる複数の偏光光を形成する装置で
あって、入射光を互いに偏光方向が直交する2つの偏光
成分に分割するビームスプリッターと前記2つの偏光
成分の内の一方の偏光成分の偏光方向と他方の偏光成分
偏光方向を一致させるための偏光方向変更手段と、前
記一方の偏光成分と前記他方の偏光成分の進行方向を揃
えるための偏向手段とを、各色の光毎に設けたことによ
り、また、前記各色光が赤色の光と緑色の光と青色の光
であることにより、光の利用効率を上げることができ
る。さらに、本発明のプロジェクターは前記光偏光装置
と前記各色の偏光方向が一致した2つの偏光成分により
照明される液晶デイスプレイとを有することにより、例
えば3板式液晶デイスプレイプロジェクターとして、ス
クリーン上の明るさを改善することが可能となる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light polarizing device for forming a plurality of linearly polarized lights having different colors from each other, and a projector provided with the light polarizing device. 2. Description of the Related Art As a conventional liquid crystal display projector, a configuration as shown in FIG. 2 is known. That is, the white light generated from the light source 1 is
When the light is incident on the dichroic prism 3 through the LCD, it is divided into red, green, and blue. Are modulated as transmittance changes, and the modulated red, green, and blue components are combined by a dichroic mirror 8 and projected onto a screen 10 by a projection lens 9. [0003] In the above-mentioned conventional example, the liquid crystal displays 5, 6, and 7 are composed of a polarizing plate and a liquid crystal layer arranged at right angles in order to take advantage of its characteristics. Accordingly, among the red, green, and blue components, those having a polarization direction parallel to the polarizing plate pass, but those having the vertical direction are blocked and absorbed. Such a type has a problem that the light use efficiency does not become 50% or more and the illuminance of the screen is low. If the light source 1 or the lenses 2 and 9 are changed to large ones in order to increase the screen illuminance, the device becomes heavy and expensive. The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, for example, by using an optical polarizing device capable of increasing the amount of light used in a liquid crystal display while using the same light source and lens as in the prior art, and using the optical polarizing device. An object is to provide a projector with improved light use efficiency. [0005] In order to achieve the above object, the present invention provides an optical polarizing device for forming a plurality of polarized lights having different colors from each other. A beam splitter for splitting into two polarization components, polarization direction changing means for matching the polarization direction of one of the two polarization components with the polarization direction of the other polarization component, and the one polarization component; A deflecting means for aligning the traveling direction of the other polarized light component is provided for each light of each color. The present invention also provides a projector
As the light polarizing device of the above configuration, the device from this device
LCD display illuminated by polarized light of each color
Is what you do. A first aspect of the present invention is an optical polarizing device for forming a plurality of polarized lights having different colors from each other, and divides incident light into two polarized components whose polarization directions are orthogonal to each other. A beam splitter, a polarization direction changing means for matching the polarization direction of one of the two polarization components with the polarization direction of the other polarization component, and the polarization direction changing means for the one polarization component and the other polarization component. By providing a deflecting means for aligning the traveling direction for each light of each color, and since each color light is red light, green light and blue light, the polarization directions of the respective color lights are mutually Since two orthogonal polarization components can be used, light use efficiency can be significantly improved.
According to a second aspect of the present invention , as a projector, the light polarization
By having an optical device and a liquid crystal display illuminated by the polarized light of each color from the device , for example, when a three-panel liquid crystal display projector is configured,
The brightness on the screen is improved and the weight is also improved. An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 11 is a light source and 12 is a condenser lens. Reference numerals 13, 14, and 15 denote light polarizing elements serving as light polarizing devices.
Vertical polarization components whose polarization directions are orthogonal to each other.
(Hereinafter referred to as “vertical component”) and parallel polarization component (hereinafter referred to as “vertical component”).
The polarization beam splitter 13a and the polarization beam splitter 13b and the polarization beam splitter 13a, 1 functioning as deflecting means.
A polarization direction changing means sandwiched 3b 90 of ° rotation T
The light polarizing element 14 is formed of an N liquid crystal 13c, and the light polarizing element 14 converts green light having wavelength characteristics of 500 to
Are divided into a perpendicular component and a parallel component which are orthogonal to each other, and a polarizing beam splitter 14b and a polarizing beam splitter 14 functioning as deflecting means.
a, it is formed from the polarization direction change means a is 90 ° rotation of the TN liquid crystal 14c sandwiched 14b, the light polarizing element 15 is polarized from each other light of a wavelength characteristic of 400~500μm blue light
A polarizing beam splitter 15a that divides a light component into a perpendicular component and a parallel component that are orthogonal to each other, and a polarizing beam splitter 15b that functions as a deflecting unit and a polarizing direction changing unit 90 that is sandwiched between the polarizing beam splitters 15a and 15b.
It is formed from a TN liquid crystal 15c that rotates by an angle. 16,1
Reference numerals 7 and 18 denote liquid crystal displays, each of which has a light polarizing element 1.
Red, green, and blue components are modulated from 3, 14, and 15, respectively. In this embodiment having the above configuration, the light source 11
Is incident on the polarizing beam splitter 13a via the condenser lens 12, the vertical component Rs of the red component of the white light is reflected, and the parallel component, the green component, and the blue component pass through as they are. The reflected vertical component Rs of the red component is incident on the liquid crystal display 16, and the parallel component of the passed red component is incident on the TN liquid crystal 13c, but the molecules of the TN liquid crystal 13c remain twisted by 90 °. This parallel component also passes along the torsion, and finally comes out as a vertical component Rs. The vertical component Rs of the red component is used as the polarization beam splitter 13.
b and is incident on the liquid crystal display 16. Further, the light of the green component and the light of the blue component that have passed through the polarizing beam splitter 13b enter the polarizing beam splitter 14a, but the vertical component Gs of the green component is reflected, and the parallel component and the blue component pass through as they are. ,
After passing through the TN liquid crystal 14c, the parallel component becomes a vertical component Gs, and then is reflected by the polarizing beam splitter 14b.
Is incident on. The blue component light that has passed through the polarizing beam splitter 14b enters the polarizing beam splitter 15a, its vertical component Bs is reflected, its parallel component passes through the polarizing beam splitter 15a, and the TN liquid crystal 1
After being converted into a vertical component Bs by 5c, it is reflected by the polarization beam splitter 15b, and both the vertical components Bs enter the liquid crystal display 18. Note that components other than the vertical and parallel components of the red, green, and blue components pass through the polarization beam splitter 15b. By using such a light polarizing element, conventionally,
The amount of incident light, which was suppressed to 50% or less by the polarizing plate of the liquid crystal display, was multiplied, and as a result, the transmittance of the liquid crystal display was increased, so that the screen illuminance was approximately doubled without changing the light source and lens. become. Further, regardless of the use of the polarizing plate of the liquid crystal display, deterioration caused by heat absorption due to the use of the polarizing plate is reduced, and the life and color reproducibility of the liquid crystal display are improved. When the parallel component of light is converted to a vertical component, the wavelength range does not have to be strict if a TN liquid crystal is used instead of a wave plate. As described above, the light polarizing device of the present invention is a device for forming a plurality of polarized lights having different colors from each other, and converts incident light into two polarized lights whose polarization directions are orthogonal to each other.
A beam splitter for splitting the component, the polarization direction changing means for matching the polarization direction of one polarization direction and the other polarization component of the polarization components of of said two polarization components, before
The traveling directions of the one polarized light component and the other polarized light component are aligned.
In addition, by providing a deflecting means for each color light, and since each color light is a red light, a green light and a blue light, light use efficiency can be improved. Further, the projector of the present invention uses the light polarization device and two polarization components in which the polarization directions of the respective colors match.
By having an illuminated liquid crystal display , it is possible to improve the brightness on the screen as a three-panel liquid crystal display projector , for example.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係る一実施例の光偏光装置を備えた液
晶ディスプレイプロジェクターの構成図である。 【図2】従来例の液晶ディスプレイプロジェクターの構
成図である。 【符号の説明】 11・・光源、12・・コンデンサレンズ、13,1
4,15・・光偏光素子、13a,14a,15a・・
偏光ビームスプリッター、13b,14b,15b・・
偏光ビームスプリッター(偏向手段)、13c,14
c,15c・・TN液晶(偏光方向変更手段)、16,
17,18・・液晶デイスプレイ。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of a liquid crystal display projector including a light polarizing device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional liquid crystal display projector. [Explanation of Signs] 11. Light source, 12. Condenser lens, 13, 1
4, 15,... Light polarizing element, 13a, 14a, 15a,.
Polarizing beam splitter, 13b, 14b, 15b ...
Polarization beam splitter (deflection means), 13c, 14
c, 15c TN liquid crystal ( polarization direction changing means ), 16,
17, 18 ... Liquid crystal display.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 9/31 G02B 5/30 G02F 1/13 505 G03B 21/00 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 9/31 G02B 5/30 G02F 1/13 505 G03B 21/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 互いに色が異なる複数の偏光光を形成する装置であ
って、入射光を互いに偏光方向が直交する2つの偏光成
分に分割するビームスプリッターと、前記2つの偏光成
分の内の一方の偏光成分の偏光方向と他方の偏光成分の
偏光方向を一致させるための偏光方向変更手段と、前記
一方の偏光成分と前記他方の偏光成分の進行方向を揃え
るための偏向手段とを、各色の光毎に設けたことを特徴
とする光偏光装置。 前記各色光が赤色の光と緑色の光と青色の光である
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光偏光装
置。 入射光を互いに偏光方向が直交する2つの偏光成分
に分割するビームスプリッターと前記2つの偏光成分の
内の一方の偏光成分の偏光方向と他方の偏光成分の偏光
方向を一致させるための偏光方向変更手段と前記一方の
偏光成分と前記他方の偏光成分の進行方向を揃えるため
の偏向手段とを各色の光毎に設けて互いに色が異なる複
数の偏光光を形成する光偏光装置と、該光偏光装置から
の前記各色の偏光光により照明される液晶デイスプレイ
とを有することを特徴とするプロジェクター。 前記各色光が赤色の光と緑色の光と青色の光である
ことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載のプロジェ
クター。
(57) [Claims] ( 1 ) An apparatus for forming a plurality of polarized lights having different colors from each other, comprising: a beam splitter for dividing incident light into two polarized components whose polarization directions are orthogonal to each other; Polarization direction changing means for matching the polarization direction of one polarization component of the components with the polarization direction of the other polarization component; and deflection means for aligning the traveling directions of the one polarization component and the other polarization component. And a light polarizing device provided for each light of each color. 2. The light polarizing device according to claim 1, wherein each of the color lights is red light, green light, and blue light. (3) Two polarized light components whose polarization directions are orthogonal to each other
Beam splitter and the two polarization components
The polarization direction of one polarization component and the polarization of the other polarization component
Polarization direction changing means for matching the directions and the one
To align the traveling direction of the polarized light component and the other polarized light component
Deflecting means for each color of light to provide
A light polarizing device for forming a number of polarized light beams, and
A liquid crystal display illuminated by the polarized lights of the respective colors . 4 wherein each color light is a red light and green light and blue light
The project according to claim 3, characterized in that:
Doctor.
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